零序过流误动分析

关于三复线零序过流保护误动的分析1事故情况简介：

2011年7月23日，达州电力集团复兴变电站九复线末端九节滩水电站的开关与电流互感器之间发生C相接地故障，同时B相断线，110kV 三复线开关Y3零序Ⅰ段保护动作，跳开开关Y3，而九复线开关Y2零序Ⅰ段保护出口，但未跳闸，造成复兴变电站全站失电。

2事故前运行方式：

复兴变电站三复线开关Y3，九复线开关Y2均处于运行状态。三里坪的Y4和九节滩的Y1也都处于运行状态。三复线Y3和Y4采用了新世纪的EDCS7210线路保护装置。九复线Y1和Y2采用南瑞的DSA8343光纤纵差线路保护装置。检查开关Y2的保护配置，投入接地距离ⅠⅡⅢⅣ段保护，相间距离ⅠⅡⅢⅣ段保护，光纤纵差保护,零序ⅠⅡⅢⅣ段过流保护（方向退出）。检查开关Y2的保护配置，投入零序ⅠⅡⅢⅣ段方向过流保护，接地距离ⅠⅡⅢⅣ段保护，相间距离ⅠⅡⅢⅣ段保护。故障发生时，九节滩水电站Y1处发生C相接地同时B相短线。Y1处,距离Ⅰ段保护动作跳开开关Y1，但由于故障发生在开关与互感器之间,故障仍未消除。Y2与Y3零序Ⅰ段保护基本同时出口，但Y3先跳闸,消除故障,Y2返回。此时Y3是复兴变电站唯一的电源开关，故造成复兴变电站全站失电。

3保护动作情况分析

3.1保护动作报告分析

根据Y2，Y3的故障录波报告显示，几乎是同时存在C相接地故障与B相断线故障，A相正常运行。Y2处零序一段故障电流达到1700 A，超过整定电流值1340A。Y2保护出口属正常动作。Y3故障录波显示，故障电流达到1700A，超过其整定电流1540A，10ms后CPU零序Ⅰ段保护启动，大约30-40ms过后，Y3跳闸。但由于故障位于Y3反方向，Y3零序过流保护保护应闭锁，故此次动作为误动。

3.2保护装置检查情况

检查Y2，Y3的保护定值无误，模拟故障时刻的二次电流电压度对保护装置进行模拟实验，保护装置均不动。模拟正方向故障实验，保护均正确动作。Y2，Y3保护二次接线检查无误。

3.3保护误动原因分析

查看新世纪EDCS7210技术说明书，发现其保护零序方向过流元件，即使用装置自产零序电压3U0与零序电流3I0，又使用外接零序电压3U0与零序电流3I0。外接零序电压与自产零序电压相位有可能不一致。而零序电流采用外接零序电流，当外接零序电流超过自产零序电压100度时，外接零序电压落在反方向区，而自产零序电压落在正方向区，与故障点方向相反。此时无TV短线发生，按照零序保护逻辑应采用自产零序电压，保护装置判断为正方向故障，且动作电流大于零序一段定值，导致零序一段反方向误动。

在Y1处发生接地故障时，短路电流经大地流入复兴变电站1#主变中性点，导致TV安装处中性点相位偏移，导致自产零序电压相位失真，是这次零序保护发生反方向误动的根本原因。又由于此次故障发生于九复线开关与电流互感器之间，位置极为特殊，在Y1开关断开之后，故障仍未消除。同时由于Y2与Y3保护装置型号不同，DSA8343零序一段出口约有0.1S的延时，而EDCS7210保护动作出口很快，超前动作。

正常运行时，不管是自产零序电流还是外接零序电流，数值都很小，近似于0；自产零序电压和外接开口三角电压也是这种情况，因而零序过流保护的一些不安全因素很难被发现。

同时由于此次故障现象比较特殊，既有短路故障又有接地故障，且同时发生，造成非全相运行，在这种情况下，方向元件误动可能性很大。

4改进措施

4.1可在Y3的零序Ⅰ段过流保护加0.1S延时，以确保发生类似故障时，Y2先跳闸。

4.2为防止非全相运行状态中又产生振荡时零序电流保护误动作，常采用两个第一段组成的四段式保护。灵敏一段是按躲过被保护线路末端单相或两相接地短路时出现的最大零序电流整定的。其动作电流小，保护范围大，但在单相故障切除后的非全相运行状态下被闭锁。这时，如其他相再发中故障，则必须等重合闸重合以后靠重合闸后加速跳闸，使跳闸时间长，可能引起系统相邻线路由于保护不配而越级跳闸，故增设一套不灵敏一段保护。不灵敏一段是按躲过非全相运行又产生振荡时出现的最大零序电流整定的。其动作电流大，能躲开上述非全相情况下的零序电流，两者都是瞬时动作的。

5预控措施

5.1保护配置方面

零序方向过流保护固定采用自产零序电流和自产零序电压。这时，只要保证所接入的三相电流和三相电压的极性正确，就可以保证零序方向过流保护正确动作，从而防止了因采用外接零序电流和开口三角电压，电流或电压极性接反造成零序方向保护反方向误动，而区内正方向拒动。

5.2定值管理方面

保护整定人员在整定保护定值时，首先要掌握保护装置的工作原理，搞清每项定值的意义；其次，要熟悉现场施工图纸，防止出现类似整定用外接零序电流，而实际未接入外接零序电流的状况；再次，要考虑到当变压器三相参数不同所引起的不对称运行，或空投变压器时产生的不平衡励磁涌流，可能造成零序过流保护误动作的情况。审核人员要认真把关。保护工作人员在调整保护定值时，要认真细致，对有疑问的地方要及时与整定人员联系。另外，定值调整后，要由另外一名保护人员进行认真复核，严防误整定。

5.3运行维护方面

运行维护方面需要从保护装置安装调试、投运、巡检、校验等多个环节把关。

5.3.1 安装调试环节

调试应在接线完成后进行。首先，查清TA 及TV 的极性及所有由互感器端子到保护屏的连线，防止接线错误；其次，进行整组试验时，要按保护定值单进行，试验项目应完整，这样可以及时发现类似整定用外接零序电流，而实际未接入外接零序电流的状况；再次，要认真检查端子排的螺丝是否松动，保护压板的螺丝是否松动。

5.3.2 投运环节

用系统工作电压及负荷电流进行检验是对交流二次回路接线是否正确的最后一次检验，事先要做出检验的预期结果，以保证装置检验的正确性。

5.3.3 巡检环节

保护巡检时，要认真检查保护装置显示是否正常，保护定值是否正确。

5.3.4 校验环节

保护校验时，要准备好有关的图纸资料，要遵守有关的保护检验规程，按定值单上的定值认真进行试验；另外，还要检查端子排及压板上的螺丝是否松动。只有这样才能起到保护校验应有的作用。